package com.xiongtian.search;

import java.util.Arrays;

/**
 * 斐波那契查找算法
 *
 * @author xiongtian
 * @version 1.0
 * @date 2021/4/13 20:33
 */
public class FibonacciSearch {

    public static int maxSize = 20;

    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {1, 8, 10, 89, 1000, 1234};
        int i = fibonacciSearch(arr, 1234);
        System.out.println(i);

    }

    // 因为后面我们mid=low+F(k-1)-1 ,需要使用到斐波那契数列，因此我们需要先获取到一个斐波那契数列
    // 使用一个非递归的方法得到斐波那契数列
    public static int[] fib(int n) {
        int[] f = new int[n];
        f[0] = 1;
        f[1] = 1;
        for (int i = 2; i < f.length; i++) {
            f[i] = f[i - 1] + f[i - 2];
        }
        return f;
    }

    /**
     * 编写斐波那契查找算法
     *
     * @param arr     数组
     * @param findVal 查找的值
     * @return 返回对应的下标，如果没有返回 -1
     */
    public static int fibonacciSearch(int[] arr, int findVal) {

        int low = 0;
        int high = arr.length - 1;
        // 表示斐波那契分割数值的下标
        int k = 0;
        // 存放mid值
        int mid = 0;
        int f[] = fib(maxSize);// 获取斐波那契数列
        // 获取到k
        // TODO 注意是f[k] - 1 不是f[k]
        while (high > f[k] - 1) {
            k++;
        }
        // 因为f[k]的值 可能大于 arr的长度，因此我们需要使用Arrays类，构造一个新的数组，并指向temp[]
        // 不足的部分会使用 0 填充
        int[] temp = Arrays.copyOf(arr, f[k]);
        // 实际上需要使用arr数组最后的数填充temp
        // 举例：
        // temp = {1,8,10,89,1000,1234,0,0,0} => temp = {1,8,10,89,1000,1234,1234,1234,1234}
        for (int i = high + 1; i < temp.length; i++) {
            temp[i] = arr[high];
        }

        // 使用while循环来处理，找到我们的数key
        while (low <= high) { // 只要这个条件满足，就可以一直找
            mid = low + f[k - 1] - 1;
            // TODO 是temp 不是 arr
            if (findVal < temp[mid]) { // 继续向数组的前面查找（左边）
                high = mid - 1;
                // TODO 为什么是k--
                // 说明：
                // 1. 全部元素 = 前面的元素 + 后面的元素
                // 2. f[k] = f[k-1] + f[k-2]
                // 因为前面有 f[k-1]个元素，所以可以继续拆分f[k-1] = f[k-2] + f[k-3]
                // 即在f[k-1]的前面继续查找k--
                // 即下次循环 mid = f[k-1-1]-1
                k--;
                // TODO 是temp 不是 arr
            } else if (findVal > temp[mid]) { // 继续向数组的后面查找（右边）
                low = mid + 1;
                // TODO 为什么是k - 2
                // 说明
                // 1.全部元素 = 前面元素 + 后面元素
                // 2. f[k] = f[k-1] + f[k-2]
                // 3. 因为后面我们有f[k-2]，所以可以继续拆分f[k-1] = f[k-3]+f[k-4]
                // 4.即在f[k-2] 的前面进行查找k -=2
                // 5.即下次循环mid=f[k-1-2] - 1
                k -= 2;
            } else {
                // 需要确定返回的是哪个下标
                if (mid <= high) {
                    return mid;
                } else {
                    return high;
                }
            }
        }

        return -1;
    }
}
